ES2278593T3 - IGNITION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de encendido para un motor de combustión interna, estando configurado el sistema de encendido para ser conectado a una fuente de alimentación (88), y comprendiendo el sistema de encendido: un elemento inversor (14) configurado para ser conectado a la fuente de alimentación (88), para convertir la tensión continua de la fuente de alimentación (88) en una corriente alterna; una multitud de transformadores (104, 106), cada uno con un arrollamiento primario (32) conectado a dicho elemento inversor (14), teniendo cada uno de dichos transformadores (104, 106) un arrollamiento secundario (30), estando configurado cada uno de los transformadores (104, 106) para producir una salida del arrollamiento secundario (30), teniendo la salida una frecuencia entre 1 kHz y 100 kHz, y una corriente alterna con una onda senoidal de alta tensión que alcance por lo menos 20 kV; un controlador (110) conectado a cada uno de los transformadores (104, 106), con el fin de activar o desactivar la salida de cada uno de los transformadores (104, 106); y una multitud de bujías de encendido (100, 102); caracterizado porque cada uno de dichos transformadores (104, 106) va montado directamente sobre una respectiva de dichas bujías de encendido (100, 102), y estando conectado dicho controlador (110) al arrollamiento secundario (30) de cada uno de los transformadores (104, 106), con el fin de controlar cada uno de dichos transformadores (104, 106), con el fin de producir un arco de duración controlable a través de los electrodos de la respectiva bujía de encendido (100, 120), siendo la duración del arco entre 0, 5 milisegundos y 4 milisegundos, suministrando cada uno de los transformadores (104, 106) energía de vatiaje constante a la bujía de encendido (100, 102) cuando los transformadores (104, 106) están en estado activo.An ignition system for an internal combustion engine, the ignition system being configured to be connected to a power source (88), and the ignition system comprising: an inverter element (14) configured to be connected to the power source power (88), to convert the continuous voltage of the power supply (88) into an alternating current; a multitude of transformers (104, 106), each with a primary winding (32) connected to said inverter element (14), each of said transformers (104, 106) having a secondary winding (30), each being configured of the transformers (104, 106) to produce a secondary winding output (30), the output having a frequency between 1 kHz and 100 kHz, and an alternating current with a high voltage sine wave that reaches at least 20 kV; a controller (110) connected to each of the transformers (104, 106), in order to activate or deactivate the output of each of the transformers (104, 106); and a multitude of spark plugs (100, 102); characterized in that each of said transformers (104, 106) is mounted directly on a respective one of said spark plugs (100, 102), and said controller (110) being connected to the secondary winding (30) of each of the transformers ( 104, 106), in order to control each of said transformers (104, 106), in order to produce an arc of controllable duration through the electrodes of the respective spark plug (100, 120), the arc duration between 0.5 milliseconds and 4 milliseconds, providing each of the transformers (104, 106) constant wattage energy to the spark plug (100, 102) when the transformers (104, 106) are in active state.
Description
Sistema de encendido para un motor de combustión interna.Ignition system for a combustion engine internal
La presente invención se refiere a motores de combustión interna. Más particularmente, la presente invención se refiere a equipos de encendido eléctrico que se utilizan para la ignición del carburante en el motor de combustión interna. Más particularmente, la invención se refiere a bobinas de encendido que aplican una corriente alterna para el encendido de la bujía en el motor de combustión interna.The present invention relates to motors of internal combustion. More particularly, the present invention is refers to electrical ignition equipment used for ignition of the fuel in the internal combustion engine. Plus particularly, the invention relates to ignition coils that apply an alternating current to the spark plug ignition on the Internal combustion engine.
La mayoría de los motores de combustión interna tienen algún tipo de circuito de encendido para generar una chispa en el cilindro. La chispa provoca la combustión del Carborante en el cilindro para impulsar el pistón y el cigüeñal al que va unido. Normalmente, el motor lleva una multitud de imanes permanentes montados en el volante de inercia del motor y una bobina de carga montada en el bloque del motor, en las proximidades del volante de inercia. Al girar el volante de inercia, los imanes pasan por delante de la bobina de carga. De este modo se genera una tensión en la bobina de carga y esta tensión se utiliza para cargar un condensador de alta tensión. La carga de alta tensión del condensador se descarga a la bobina de encendido por medio de un circuito de disparo, con el fin de dar lugar a que una chispa eléctrica de alta tensión y corta duración atraviese la separación entre los electrodos de la bujía y encienda el Carborante en el cilindro. Este tipo de encendido se llama encendido por descarga capacitiva.Most internal combustion engines they have some kind of ignition circuit to generate a spark in the cylinder The spark causes the combustion of the Carborant in the cylinder to drive the piston and the crankshaft to which it is attached. Normally, the motor carries a multitude of permanent magnets mounted on the flywheel of the motor and a loading coil mounted on the engine block, near the steering wheel of inertia. When turning the flywheel, the magnets pass through in front of the loading coil. In this way a voltage is generated in the loading coil and this voltage is used to charge a high voltage capacitor The high voltage load of capacitor is discharged to the ignition coil by means of a tripping circuit, in order to give rise to a spark High-voltage and short-term electrical circuit through separation between the spark plug electrodes and ignite the Carbon in the cylinder. This type of ignition is called discharge ignition capacitive
En el diseño de los motores de combustión interna de pistones reciprocantes que utilizan bujías y bobinas de encendido para iniciar la combustión se han venido utilizando durante años unas formas de cámara de combustión y unos emplazamientos de bujía que habían estado muy influenciados por la necesidad de iniciar con seguridad la combustión utilizando únicamente una única chispa de corta duración, de intensidad relativamente baja. Ahora bien, en estos últimos años se ha venido poniendo mayor énfasis en el rendimiento del carburante, en la totalidad de la combustión, en la limpieza de los gases de escape y en una variabilidad reducida en la combustión de ciclo a ciclo. Este énfasis ha significado que era necesario modificar la forma de la cámara de combustión y cambiar la relación de la mezcla carburante-aire. En algunos casos se ha utilizado un procedimiento que introduce deliberadamente una fuerte turbulencia o un flujo rotativo de la mezcla carburante-aire en la zona donde están situados los electrodos de la bujía. Esto da lugar a menudo a una interrupción o "soplado" del arco. Esto ha planteado mayores demandas en cuanto a la efectividad del proceso de iniciación de la combustión. En esas aplicaciones se ha encontrado altamente preferible disponer de un arco que pueda sostenerse durante 4 a 5 milisegundos. Los esfuerzos para hacer realidad esta idea han dado lugar a diversas innovaciones identificadas en varias patentes.In the design of combustion engines internal reciprocating pistons that use spark plugs and coils ignition to start combustion have been used for years some forms of combustion chamber and some spark plug sites that had been heavily influenced by the need to start combustion safely using only a single spark of short duration, intensity relatively low Now in recent years it has come putting greater emphasis on fuel efficiency, in the all of the combustion, in the cleaning of the exhaust gases and in a reduced variability in combustion from cycle to cycle. This emphasis has meant that it was necessary to modify the way the combustion chamber and change the ratio of the mixture fuel-air. In some cases a procedure that deliberately introduces a strong turbulence or a rotary flow of the fuel-air mixture in the area where the spark plug electrodes are located. Is all often place a break or "blow" of the bow. This has raised greater demands regarding the effectiveness of combustion initiation process. In those applications you have found highly preferable to have an arc that can hold for 4 to 5 milliseconds. Efforts to make reality this idea have given rise to various innovations identified in several patents.
Por ejemplo la patente US 5,806,504, asignada el 15 de septiembre de 1998 a French et al., describe un circuito de ignición para un motor de combustión interna en el que el circuito de ignición incluye un transformador con un arrollamiento secundario para generar una chispa, y que tiene un primer y un segundo arrollamiento primario. Un condensador va conectado al primer arrollamiento primario para proporcionarle al transformador una tensión de descarga capacitiva de alta energía. Al segundo arrollamiento primario va conectado un generador de tensión para generar una tensión alterna. Un circuito de control va conectado al condensador y al generador de tensión para proporcionar unas señales de control para descargar la tensión de descarga capacitiva de alta energía del primer arrollamiento primario y para proporcionar unas señales de control al generador de tensión, con el fin de generar una corriente alterna.For example, US Patent 5,806,504, assigned on September 15, 1998 to French et al ., Describes an ignition circuit for an internal combustion engine in which the ignition circuit includes a transformer with a secondary winding to generate a spark, and that has a first and second primary winding. A capacitor is connected to the first primary winding to provide the transformer with a high energy capacitive discharge voltage. A voltage generator is connected to the second primary winding to generate an alternating voltage. A control circuit is connected to the capacitor and the voltage generator to provide control signals to discharge the high energy capacitive discharge voltage of the first primary winding and to provide control signals to the voltage generator, in order to generate an alternating current
La patente US 4,998,526, publicada el 12 de marzo de 1991 para K.P. Gokhale describe un sistema de encendido de corriente alterna. Este sistema aplica corriente alterna a los electrodos de una bujía para mantener un arco en los electrodos durante un período de tiempo deseado. La amplitud de la corriente del arco se puede variar. La corriente alterna es producida por un convertidor DC/AC que incluye un transformador que tiene un primario con toma central y un secundario que va conectado a la bujía. En la bujía se inicia un arco al descargar un condensador sobre una de las partes del arrollamiento del primario con toma central. Alternativamente se puede suministrar la energía almacenada en un inductor a una parte del arrollamiento primario para iniciar un arco. El sistema de encendido es alimentado por una fuente de corriente controlada que recibe su energía de entrada de una fuente de corriente continua, tal como una batería del vehículo a motor.US Patent 4,998,526, published on 12 March 1991 for K.P. Gokhale describes an ignition system of alternating current. This system applies alternating current to the spark plug electrodes to maintain an electrode arc for a desired period of time. Current amplitude of the arc can be varied. The alternating current is produced by a DC / AC converter that includes a transformer that has a primary with central outlet and a secondary that is connected to the spark plug. In the spark plug an arc starts when a capacitor is discharged on one of the parts of the primary winding with socket central. Alternatively you can supply the energy stored in an inductor to a part of the primary winding To start an arc The ignition system is powered by a controlled current source that receives its input power from a direct current source, such as a vehicle battery Motor
En cada una de estas patentes anteriores, los dispositivos utilizan mecanismos dobles en los que se suplementa una descarga de alta energía mediante un mecanismo de extensión de baja energía. El método de extender el arco presenta sin embargo problemas para el usuario final. En primer lugar, el mecanismo es por su propia naturaleza electrónicamente complejo, por cuanto es necesario que estén presentes múltiples mecanismos de control, bien en forma de dos mecanismos de arco independientes o de un mecanismo de arco y varios excitadores electrónicos especializados. En segundo lugar, no se presenta ningún método para mantener automáticamente el arco en una situación de interrupciones repetidas. Además, estos mecanismos no proporcionan necesariamente una única unidad de bloque funcional de pequeña masa y pequeñas dimensiones que contenga en el mismo todas las funciones necesarias.In each of these prior patents, the devices use double mechanisms in which it is supplemented a high energy discharge through an extension mechanism of low energy The method of extending the arc presents however Problems for the end user. First, the mechanism is by its own electronically complex nature, because it is it is necessary that multiple control mechanisms be present, either in the form of two independent arc mechanisms or a mechanism arc and several specialized electronic exciters. In second, there is no method to maintain automatically the arc in a situation of interruptions repeated In addition, these mechanisms do not necessarily provide a single functional block unit of small and small mass dimensions containing all functions in it necessary.
La presente invención trata de proporcionar un sistema de encendido mejorado.The present invention seeks to provide a improved ignition system.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de encendido para un motor de combustión interna, estando el sistema de encendido configurado para ser conectado a una fuente de alimentación, y comprendiendo el sistema de encendido:In accordance with the present invention, provides an ignition system for a combustion engine internal, with the ignition system configured to be connected to a power supply, and comprising the system ignition:
un sistema inversor configurado para ser conectado a la fuente de alimentación con el fin de convertir la tensión continua de la alimentación de corriente, en una corriente alterna; yan inverter system configured to be connected to the power supply in order to convert the DC power supply voltage, in a current alternate; Y
una multitud de transformadores, teniendo cada uno de ellos un arrollamiento primario conectado a dicho sistema inversor, teniendo cada uno de dichos transformadores un arrollamiento secundario, estando cada uno de los transformadores configurado para producir una salida del arrollamiento secundario, teniendo la salida una frecuencia entre 1 kHz y 100 kHz, y una corriente alterna con una onda senoidal de alta tensión que alcance por lo menos 20 kV;a multitude of transformers, having each one of them a primary winding connected to said system inverter, each of said transformers having a secondary winding, each of the transformers being configured to produce a secondary winding output, the output having a frequency between 1 kHz and 100 kHz, and a alternating current with a high voltage sine wave that reaches at least 20 kV;
un controlador conectado a cada uno de los transformadores con el fin de activar o desactivar la salida de cada uno de los transformadores;a controller connected to each of the transformers in order to enable or disable the output of each one of the transformers;
una multitud de bujías de encendido;a multitude of spark plugs;
caracterizado porque cada uno de dichos transformadores va montado directamente sobre respectivamente una de dichas bujías de encendido, estando conectado dicho controlador al arrollamiento secundario de cada uno de los transformadores con el fin de controlar cada uno de dichos transformadores con el fin de producir un arco de duración controlable a través de un entrehierro de la respectiva bujía de encendido, siendo la duración del arco entre 0,5 milisegundos y 4 milisegundos, suministrando cada transformador una energía de vatiaje constante a la bujía de encendido, cuando el transformador está en estado activo.characterized in that each one of said transformers is mounted directly on respectively a of said spark plugs, said controller being connected to the secondary winding of each of the transformers with in order to control each of said transformers in order of producing a controllable arc through a air gap of the respective spark plug, the duration being of the arc between 0.5 milliseconds and 4 milliseconds, supplying each transformer a constant wattage energy to the spark plug of On, when the transformer is in active state.
El controlador activa o desactiva preferentemente la salida de cada transformador, poniendo el transformador en estado activo o inactivo, suministrando cada transformador una corriente a la respectiva bujía de encendido cuando cada transformador se encuentra en dicho estado activo.The controller activates or deactivates preferably the output of each transformer, setting the transformer in active or inactive state, supplying each transformer a current to the respective spark plug when each transformer is in said active state.
El sistema de encendido está convenientemente conectado a dicha fuente de alimentación, y dicha fuente de alimentación comprende:The ignition system is conveniently connected to said power supply, and said power supply food includes:
una batería; yA battery; Y
un regulador de tensión conectado a dicha batería y adaptado para suministrar una tensión continua constante como salida de la fuente de alimentación.a voltage regulator connected to said battery and adapted to provide a constant continuous voltage as output of the power supply.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que incluye un transformador con unas dimensiones suficientemente pequeñas para ser montado directamente sobre la bujía de encendido.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that includes a transformer with dimensions small enough to be mounted directly on the spark plug.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que permite un apantallado sencillo de radiofrecuencia a fin de evitar interferencias de radiofrecuencia en el sistema eléctrico del vehículo.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that allows a simple radiofrequency shielding to avoid radio frequency interference in the electrical system of the vehicle.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que suministra un vatiaje constante durante todo el tiempo de combustión.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that supplies a constant wattage throughout the combustion time.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que mejora la capacidad de encender carburante frío durante el arranque.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that improves the ability to ignite cold fuel during startup.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que suministra una corriente alterna a la bujía de encendido, con el fin de reducir así notablemente la erosión en el entrehierro de la bujía.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that supplies a alternating current to the spark plug, in order to reduce thus remarkably erosion in the spark plug air gap.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que proporciona una duración de arco ajustable en el electrodo de la bujía de encendido.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that provides a Adjustable arc duration on the spark plug electrode switched on.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que incluye los medios para detectar la tensión y la corriente a la salida del módulo de encendido, con el fin de estimar las condiciones dentro del cilindro.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that includes the means for detecting the voltage and current at the exit of the ignition module, in order to estimate the conditions inside of the cylinder.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido que es de fácil uso, de fácil fabricación y relativamente económico.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system that is easy to use, Easy to manufacture and relatively inexpensive.
La realización preferida de la presente invención proporciona un sistema de encendido para un motor de combustión interna que comprende un elemento transformador con un arrollamiento primario adecuado para ser conectado a una fuente de alimentación y con un arrollamiento secundario adecuado para ser conectado a una bujía de encendido. El transformador sirve para producir una salida del arrollamiento secundario con una frecuencia entre 1 kHz y 100 kHz y una tensión de 20 kV mínimo. Al transformador va conectado un controlador con el fin de activar y desactivar la salida del el evento transformador con relación al ciclo de combustión. El transformador sirve para producir la salida con una corriente alterna con una onda senoidal de alta tensión que alcance por lo menos 20 kV. Un regulador de tensión va conectado a la fuente de alimentación y al transformador con el fin de proporcionar una entrada de tensión constante al transformador. El transformador produce energía de vatiaje constante de la salida del arrollamiento secundario durante la activación por medio del controlador. El controlador va conectado al transformador con el fin de permitirle al transformador producir un arco de duración controlable entre los electrodos de la bujía de encendido. En una situación ideal, esta duración se puede seleccionar entre 0,5 milisegundos y 4 milisegundos. Una batería va conectada al arrollamiento primario del transformador. La batería suministra una tensión variable entre 5 y 15 voltios.The preferred embodiment of the present invention provides an ignition system for a motor internal combustion comprising a transformer element with a primary winding suitable to be connected to a source of feeding and with a secondary winding suitable to be connected to a spark plug. The transformer serves to produce a secondary winding output with a frequency between 1 kHz and 100 kHz and a minimum voltage of 20 kV. To the transformer is connected a controller in order to activate and deactivate the output of the transforming event in relation to combustion cycle The transformer serves to produce the output with an alternating current with a high voltage sine wave that reach at least 20 kV. A voltage regulator is connected to the power supply and the transformer in order to provide a constant voltage input to the transformer. He transformer produces constant wattage energy from the output of the secondary winding during activation by means of controller. The controller is connected to the transformer with the in order to allow the transformer to produce an arc of duration controllable between the spark plug electrodes. In a ideal situation, this duration can be selected from 0.5 milliseconds and 4 milliseconds. A battery is connected to the primary winding of the transformer. The battery supplies a variable voltage between 5 and 15 volts.
En la realización preferida de la presente invención, el arrollamiento secundario incluye un arrollamiento secundario de salida con un conector que se extiende del mismo. El arrollamiento de salida tiene un sensor de corriente unido al mismo y conectado al controlador con el fin de detectar la corriente que pasa a través del arrollamiento secundario de salida. Un arrollamiento secundario detector va conectado al controlador con el fin de detectar una tensión a la salida del transformador. El transformador incluye un inversor para convertir la salida en una corriente alterna. En las realizaciones de la presente invención, el inversor específico que se utiliza es un inversor oscilador Royer alimentado por corriente, conectado al arrollamiento primario del transformador.In the preferred embodiment of the present invention, the secondary winding includes a winding secondary output with a connector that extends from it. He output winding has a current sensor attached to it and connected to the controller in order to detect the current that passes through the secondary exit winding. A secondary winding detector is connected to the controller with in order to detect a voltage at the output of the transformer. He transformer includes an inverter to convert the output into a alternating current. In the embodiments of the present invention, the specific inverter that is used is an oscillator inverter Royer powered by current, connected to primary winding of the transformer
En las realizaciones de la presente invención, el regulador de tensión incluye un circuito integrado de conmutador regulador conectado a un inductor de almacenamiento de energía y a un transistor conmutador. El circuito integrado del conmutador regulador recibe una tensión variable de la fuente de alimentación. El circuito integrado del conmutador regulador suministra al transformador una tensión fija entre 5 y 50 voltios. Al circuito integrado conmutador regulador está conectada una entrada de tensión para reducir la tensión fija con una tensión positiva proporcional.In the embodiments of the present invention, the voltage regulator includes a switch integrated circuit regulator connected to an energy storage inductor and to A switching transistor. The switch integrated circuit regulator receives a variable voltage from the power supply. The integrated circuit of the regulator switch supplies the transformer a fixed voltage between 5 and 50 volts. To the circuit integrated regulator switch is connected an input of voltage to reduce the fixed voltage with a positive voltage proportional.
En las realizaciones preferidas de la presente invención, el transformador va conectado directamente a la bujía de encendido. Un cable eléctrico se extenderá desde el transformador al controlador que va montado en un emplazamiento alejado de la bujía de encendido. La batería asociada al motor de combustión interna tiene un cable de alimentación de corriente que se extiende hasta el controlador. El controlador suministrará una tensión fija de la batería al transformador. El controlador puede tener la naturaleza de un microprocesador.In the preferred embodiments of the present invention, the transformer is connected directly to the spark plug of switched on. An electric cable will extend from the transformer to the controller that is mounted in a location away from the spark plug. The battery associated with the combustion engine internal has a power cord that extends to the controller. The controller will supply a fixed voltage from the battery to the transformer. The controller can have the Nature of a microprocessor.
Las realizaciones preferidas de la presente invención ofrecen una serie de ventajas con respecto a sistemas del arte anterior. Las realizaciones preferidas de la presente invención utilizan un transformador de alta tensión de dimensiones muy reducidas. Esto es consecuencia de la alta frecuencia de funcionamiento y del hecho de que el transformador eleva una tensión de entrada relativamente alta más bien que la entrada de la batería. El transformador puede ser suficientemente pequeño para ir montado directamente encima de la bujía de encendido, creando así un paquete varias veces más pequeño y ligero que los sistemas convencionales. Esto permite también un apantallado sencillo de radiofrecuencia con el fin de impedir las interferencias de radiofrecuencia en el sistema eléctrico, así como en la radio del vehículo. El funcionamiento a alta frecuencia permite un núcleo de ferrita menor, y la alta tensión de entrada permite una menor relación de vueltas y por lo tanto menos espiras de hilo en el secundario. Se cree que el transformador puede utilizar una bobina que tenga 1,25 pulgadas (31,75 mm) de diámetro y solamente 2,5 pulgadas (63,5 mm) de altura.Preferred embodiments of the present invention offer a number of advantages over systems of the previous art. Preferred embodiments of the present invention use a high voltage transformer of dimensions very small This is a consequence of the high frequency of operation and the fact that the transformer raises a relatively high input voltage rather than the input of the drums. The transformer can be small enough to go mounted directly above the spark plug, creating a package several times smaller and lighter than systems conventional. This also allows simple shielding of radio frequency in order to prevent interference from radio frequency in the electrical system, as well as in the radio of the vehicle. High frequency operation allows a core of less ferrite, and the high input voltage allows a lower ratio of turns and therefore less turns of thread in the secondary. It is believed that the transformer can use a coil which is 1.25 inches (31.75 mm) in diameter and only 2.5 inches (63.5 mm) tall.
Las realizaciones preferidas de la presente invención suministran un vatiaje constante a lo largo de todo el tiempo de combustión. Un sistema de encendido normal suministra el vatiaje máximo durante los primeros 100 microsegundos, y después decae exponencialmente hasta cero. Las realizaciones preferidas de la presente invención suministran suficiente tensión y potencia para reencender una chispa apagada a lo largo de todo el tiempo de "conexión". Esto resulta de gran ventaja para encender carburante frío durante el arranque (arranque en frío), cuando el carburante no está suficientemente caliente para vaporizarse por completo.Preferred embodiments of the present invention provide a constant wattage throughout the entire burning time A normal ignition system supplies the maximum wattage during the first 100 microseconds, and then decays exponentially to zero. Preferred embodiments of the present invention provide sufficient voltage and power to ignite a dull spark throughout the entire time of "Connection". This is of great advantage to turn on cold fuel during start-up (cold start), when the fuel is not hot enough to vaporize by full.
Las realizaciones preferidas de la presente invención utilizan corriente alterna para la bujía de encendido, con el fin de reducir así notablemente la erosión en el entre-hierro de los electrodos de la bujía de encendido. La experiencia ha mostrado que durante el funcionamiento de los sistemas de encendido normales, se elimina material del ánodo y se deposita en el cátodo, o viceversa. La eliminación de material dependerá del sentido de flujo de la corriente continua en el entrehierro de los electrodos de la bujía de encendido. En determinadas circunstancias, los entrehierros de los electrodos de las bujías de encendido pueden erosionarse, pasando desde unas separaciones entre electrodos para 20.000 voltios hasta para 35.000 voltios, a lo largo del tiempo en los sistemas convencionales.Preferred embodiments of the present invention use alternating current for the spark plug, in order to significantly reduce erosion in the between-iron electrode spark plug switched on. Experience has shown that during operation from normal ignition systems, material is removed from the anode and is deposited in the cathode, or vice versa. The elimination of material will depend on the direction of flow of the direct current in the air gap of the spark plug electrodes. In certain circumstances, the air gap of the electrodes of Spark plugs can erode, passing from a few electrode separations for 20,000 volts up to 35,000 volts, over time in conventional systems.
En las realizaciones preferidas de la presente invención, la duración del arco se puede ajustar de forma controlable desde 0,5 milisegundos a 4 milisegundos, simplemente cambiando la señal de entrada. En la aplicación real, la duración del arco puede ser de 4,0 milisegundos durante el arranque en frío, reduciéndose a 0,5 milisegundos durante el funcionamiento normal. Esto puede servir para reducir el desgaste de la bujía de encendido y reducir el consumo de energía en la batería. Este ajuste se puede hacer automáticamente mediante el controlador, en relación con la temperatura del motor o con otras variables de entrada.In the preferred embodiments of the present invention, the arc duration can be adjusted so controllable from 0.5 milliseconds to 4 milliseconds, simply Changing the input signal. In the actual application, the duration of the arc can be 4.0 milliseconds during cold start, reducing to 0.5 milliseconds during normal operation. This can be used to reduce spark plug wear and reduce the energy consumption in the battery. This setting can be do automatically using the controller, in relation to the motor temperature or with other input variables.
El circuito elevador de corriente y el regulador de tensión proporcionado en la presente invención permite que la presente invención funcione satisfactoriamente en una gama de tensión de entrada desde 5 voltios a 15 voltios. Esta tensión de entrada variable es consecuencia del uso de las baterías de automóvil convencionales.The current booster circuit and the regulator of voltage provided in the present invention allows the The present invention works satisfactorily in a range of input voltage from 5 volts to 15 volts. This tension of variable input is a consequence of the use of batteries conventional car.
La Figura 1 es un esquema de bloques mostrando las conexiones adecuadas, de una primera realización preferida de la presente invención.Figure 1 is a block diagram showing the appropriate connections, of a first preferred embodiment of The present invention.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de la realización preferida de la presente invención mostrando detalles del circuito.Figure 2 is a schematic diagram of the preferred embodiment of the present invention showing details of the circuit
La Figura 3 es un esquema de bloques mostrando la aplicación del sistema de la realización descrita de la presente invención, a las bujías de un vehículo a motor.Figure 3 is a block diagram showing the application of the system of the described embodiment of the present invention, to the spark plugs of a motor vehicle.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra en 10 el sistema de encendido conforme a la realización preferida de la presente invención. El sistema de encendido 10 incluye una pareja de grupos funcionales. El primer grupo funcional 12 es un regulador de la tensión de entrada. El segundo grupo funcional 14 es la sección de salida. El segundo grupo 14 produce la salida en corriente alterna de alta tensión, cuya intensidad está limitada por la reactancia 16. Los grupos funcionales 12 y 14 actúan conjuntamente para encender adecuadamente la bujía de encendido 18.Referring to figure 1, it is shown in 10 the ignition system according to the preferred embodiment of The present invention. The ignition system 10 includes a couple of functional groups. The first functional group 12 is a input voltage regulator. The second functional group 14 It is the output section. The second group 14 produces the output in high voltage alternating current, whose intensity is limited by reactance 16. Functional groups 12 and 14 act together to properly ignite the spark plug 18.
El grupo funcional 12 es el regulador de tensión de entrada. El grupo funcional 12 le proporciona al segundo grupo 14 una alimentación de corriente continua de realimentación controlada, con el fin de permitir la aplicación de la realización de la presente invención en sistemas de motor con tensiones de alimentación continua primaria variable sin necesidad de ajuste. El regulador de tensión de entrada 20 puede incluir adicionalmente los medios adecuados para reducir la tensión de salida cuando resulte aconsejable, y pasar a régimen de vacío con el fin de reducir la corriente total del módulo tomada de la fuente de alimentación de corriente continua primaria del motor.Functional group 12 is the voltage regulator input Functional group 12 provides the second group 14 a feedback DC power supply controlled, in order to allow the implementation of the embodiment of the present invention in motor systems with voltages of Variable primary continuous feeding without adjustment. He input voltage regulator 20 may additionally include the adequate means to reduce the output voltage when it results advisable, and go into vacuum regime in order to reduce the Total module current taken from the power supply of primary direct current of the motor.
El segundo grupo funcional 14 produce la salida de corriente alterna de alta tensión que se suministra a la bujía de encendido 18. La reactancia de equilibrado puede ser un condensador de elemento concentrado, un inductor de elemento concentrado o una inductancia repartida, compuesta por la inductancia de dispersión del transformador de salida 22. En cada uno de los casos, la finalidad y el efecto es el de limitar la corriente de salida una vez establecido un arco a través de los electrodos de la bujía de encendido 24, permitiendo que a través de los electrodos 24 se desarrolle toda la tensión de salida cuando se produzca una situación de circuito abierto (es decir sin arco). Una de las ventajas importantes proporcionada por esta acción es la propiedad de restablecer inmediatamente el arco (normalmente dentro de un cuarto de ciclo de la frecuencia del inversor), en el caso de que llegara a ser interrumpido por condiciones que se den dentro de la cámara de combustión. El segundo grupo funcional 14 contiene también un elemento 25 para controlar la salida. Este circuito mantiene inactiva la sección de salida cuando la entrada de control 27 se encuentra en estado inactivo, y permite el funcionamiento cuando la entrada de control 27 está en el estado activo. El elemento de control de salida 25 también puede contener circuitos previstos para incrementar la precisión del punto del encendido.The second functional group 14 produces the output High voltage alternating current supplied to the spark plug Ignition 18. The balancing reactance can be a concentrated element capacitor, an element inductor concentrated or a distributed inductance, composed of the Dispersion inductance of output transformer 22. At each One of the cases, the purpose and effect is to limit the output current once an arc is established through the spark plug electrodes 24, allowing through the electrodes 24 develop all the output voltage when it produce an open circuit situation (i.e. no arc). A of the important advantages provided by this action is the property to immediately reset the arc (usually inside of a quarter of the inverter frequency cycle), in the case that it would be interrupted by conditions that occur within of the combustion chamber. The second functional group 14 contains also an element 25 to control the output. This circuit keeps the output section inactive when the control input 27 is in an inactive state, and allows operation when control input 27 is in the active state. He output control element 25 may also contain circuits intended to increase the accuracy of the point of switched on.
En las realizaciones preferidas de la presente invención, el segundo grupo funcional 14 proporciona un inversor DC/AC, con alta tensión en el terminal de salida 28, siendo la limitación de corriente de salida inherente a las características del circuito. Por lo tanto permite mantener el arco en todas las condiciones normales y lograr un desgaste eléctrico mínimo en los electrodos de la bujía de encendido 24 dentro del cilindro. La salida del segundo grupo funcional 14 está ajustada en la banda de frecuencia inferior (RF) (1 kHz a 100 kHz), con la finalidad de lograr una acción eléctrica rápida y reducir al mínimo las dimensiones. Las realizaciones preferidas de la presente invención, utilizando altas frecuencias, pueden proporcionar una masa baja, unas dimensiones compactas, funcionalidad unitaria y rápida formación de la tensión de salida al conectar, con un alto rendimiento eléctrico durante el arco mantenido. Las realizaciones de la presente invención sirven de esta manera tanto para los sistemas de encendido de tipo distribuidor como para los sistemas de bobina próxima a la bujía, o sistemas de bobina en la bujía.In the preferred embodiments of the present invention, the second functional group 14 provides an inverter DC / AC, with high voltage at output terminal 28, being the output current limitation inherent in the characteristics of the circuit Therefore it allows to maintain the arch in all normal conditions and achieve minimal electrical wear in the spark plug electrodes 24 inside the cylinder. The output of the second functional group 14 is set in the band of lower frequency (RF) (1 kHz to 100 kHz), for the purpose of achieve rapid electrical action and minimize dimensions. Preferred embodiments of the present invention, using high frequencies, they can provide a low mass, compact dimensions, unitary and fast functionality formation of the output voltage when connecting, with a high electrical performance during the arc maintained. The realizations of the present invention thus serve both the distributor type ignition systems as for systems of coil next to the spark plug, or coil systems in the spark plug.
Las realizaciones de la presente invención utilizan un inversor de corriente continua a alta tensión, alta frecuencia (RF), que tiene limitada la corriente reactiva en la salida y que comprende los medios mediante los cuales el inversor se puede activar y desactivar mediante una señal de baja tensión, tal como se puede esperar de un controlador de motor (sea análogo o digital). Las realizaciones de la presente invención utilizan también tales inversores controlables con la adición de una fuente de alimentación, mediante lo cual, la corriente continua que alimenta al inversor controlable se puede mantener constante en una gama específica de tensiones de alimentación primarias. Las realizaciones de la presente invención también pueden incluir inversores controlables con fuentes de alimentación regulada tales, en las que la alimentación regulada de corriente continua al inversor se puede controlar a lo largo de una gama específica de tensiones de salida DC, por medio de una entrada de control exterior a la fuente de alimentación regulada. Las realizaciones de la invención pueden comprender además unos inversores controlables tales, con elementos de alimentación de corriente que proporcionen entradas de control exteriores, donde el medio de alimentación de corriente se pueda poner en régimen inactivo mediante una entrada de control exterior, a fin de reducir el consumo de energía de la fuente de alimentación primaria. Las realizaciones de la presente invención también pueden comprender inversores controlables tales, con medios de alimentación de corriente que proporcionen entradas de control exterior para tensión y/o parada, con temporizadores en el circuito controlador del inversor tales que se reduzca al mínimo el tiempo de retardo en la iniciación del arco debido al tiempo que requiera el inversor para alcanzar pleno régimen de funcionamiento, y/o se compense con el fin de proporcionar un punto de encendido exacto para el motor controlado. Las realizaciones de la presente invención también pueden comprender inversores controlables tales con fuente de alimentación regulada controlable y controladores de inversor de temporizado compensado con medios adicionales mediante los cuales se pueda detectar la tensión a través de los terminales de salida y/o la corriente a través de los terminales de salida, mientras el inversor esté en funcionamiento.The embodiments of the present invention use a high voltage, high voltage dc inverter frequency (RF), which has limited reactive current in the output and comprising the means by which the inverter It can be activated and deactivated by a low voltage signal, as you would expect from a motor controller (be it analog or digital). The embodiments of the present invention use also such controllable inverters with the addition of a source supply, whereby the direct current that feeds the controllable inverter can be kept constant in a specific range of primary supply voltages. The Embodiments of the present invention may also include controllable inverters with regulated power supplies such, in which the regulated DC power supply to the inverter can be controlled along a specific range of DC output voltages, by means of a control input outside the regulated power supply. The realizations of the invention may further comprise controllable inverters such, with power supply elements that provide external control inputs, where the power supply means current can be put into idle mode via an input external control, in order to reduce the energy consumption of the primary power supply. The embodiments of this invention may also comprise controllable inverters such, with power supply means that provide inputs external control for voltage and / or stop, with timers in the inverter controller circuit such that it is minimized the delay time at arc initiation due to the time that require the inverter to reach full operating regime, and / or compensate in order to provide an ignition point Exact for the controlled engine. The embodiments of this invention may also comprise controllable inverters such with controllable regulated power supply and controllers timed inverter compensated with additional means by which can detect the voltage across the terminals output and / or current through the output terminals, while the inverter is running.
La figura 2 es una vista más detallada del esquema de funcionamiento del sistema de encendido 10 de las realizaciones preferidas de la presente invención. Debe tenerse en cuenta que la topología específica del circuito representado en la Figura 2, mientras que es suficiente para lograr la funcionalidad realizada en la realización preferida de la presente invención, sin embargo el circuito se podría realizar usando otros dispositivos o modelos de circuito. También pueden realizarse otras realizaciones de la presente invención mediante diversas topologías de circuito diferentes, diversos modelos y teorías de funcionamiento. Las realizaciones también pueden efectuarse usando cualquiera de diversas marcas diferentes, modelos, tecnologías y tipos de componentes electrónicos en cada una de las posiciones cruciales del dispositivo activo en cualquier topología particular del circuito elegida para realizar una determinada función. Las frases y términos usados en la siguiente descripción detallada se utilizan para fines descriptivos con el fin de revelar claramente el funcionamiento de esta realización preferida. No deben considerarse como limitadores del objetivo de la presente invención, tal como aquí se reivindica.Figure 2 is a more detailed view of the scheme of operation of the ignition system 10 of the Preferred embodiments of the present invention. It must be taken in account that the specific topology of the circuit represented in the Figure 2, while it is enough to achieve functionality performed in the preferred embodiment of the present invention, without However the circuit could be performed using other devices or circuit models Other embodiments may also be performed. of the present invention by various circuit topologies Different, different models and theories of operation. The embodiments can also be made using any of various different brands, models, technologies and types of electronic components in each of the crucial positions of the active device in any particular topology of the circuit chosen to perform a certain function. The phrases and terms used in the following detailed description are used for descriptive purposes in order to clearly reveal the operation of this preferred embodiment. They should not be considered as limiting the purpose of the present invention, such as here it is claimed.
Haciendo referencia a la figura 2, el sistema de encendido 10 de la realización preferida de la presente invención utiliza el transformador de salida 22. El transformador de salida 22 puede ser un transformador con núcleo cerámico de ferrita magnético con entrehierro, configurado de manera que proporcione el desacoplamiento parcial de los arrollamientos primario y secundario. Esto constituye la reactancia limitadora de corriente de salida 16, en forma de la inductancia de dispersión de arrollamiento secundario 30. Este arrollamiento primario 32 tiene una toma central 34 y unos transistores conmutadores 36 y 38 conectados a cada terminal extremo. Hay un arrollamiento secundario 37 para la realimentación a los terminales de control de los transistores de conmutación 36 y 38. Entre la toma central 34 del arrollamiento primario y 32 y la entrada de corriente regulada 40 va conectada una bobina de reactancia. La polarización para los transistores de conmutación 36 y 38 se obtiene de la entrada de corriente 40, a través de las resistencias de polarización 42 y 44. El arrollamiento primario 32 está puenteado por un condensador de resonancia 46, con el fin de formar un circuito resonante paralelo. Este conjunto forma lo que se conoce como un inversor oscilador Royer alimentado por corriente. El oscilador se desactiva por medio de los transistores de control 48 y 50, que cuando son excitados por la tensión positiva en el terminal de control 52, cierran los terminales de control de los transistores de conmutación 36 y 38. Al retirar la tensión del terminal de control 52, se desconectan los transistores de control 48 y 50, permitiendo así la polarización de los transistores de conmutación 36 y 38, y por lo tanto permiten el funcionamiento del inversor. Durante el arranque, el oscilador comienza a consumir corriente. El circuito resonante paralelo, con el condensador 46 y el arrollamiento primario 32, presenta una ligera resonancia. El arrollamiento secundario de realimentación 37 está conectado de tal manera que proporciona una realimentación de refuerzo para los transistores de conmutación 36 y 38, de modo que se amplifica la resonancia y se alcanza la oscilación de amplitud completa en uno o dos ciclos de la frecuencia resonante. Continuará la oscilación de amplitud debido a la realimentación de refuerzo, mientras los transistores de conmutación 36 y 38 tengan disponible corriente y polarización. El circuito inversor por lo tanto presenta autoarranque y automantenimiento. Los condensadores 54 y 56 pueden estar dispuestos en una o ambas posiciones mostradas en la figura 2, con el fin de reforzar la resonancia al arrancar, y de esta manera reducir el tiempo de aumento del inversor. Hay un arrollamiento secundario detector 58 que permite la realimentación a una unidad controladora del motor, con respecto a la tensión en el arrollamiento secundario de salida 30. El arrollamiento secundario de salida 30 puede tener su terminal inferior 60 conectado a un elemento detector de la corriente, tal como una resistencia 62 y un diodo 64. Esto permitirá la realimentación a la unidad controladora del motor con respecto a la corriente que pasa a través del arrollamiento secundario de salida 30.Referring to Figure 2, the system of ignition 10 of the preferred embodiment of the present invention use the output transformer 22. The output transformer 22 can be a ferrite ceramic core transformer magnetic with air gap, configured to provide the partial decoupling of primary windings and secondary. This constitutes the current limiting reactance output 16, in the form of the dispersion inductance of secondary winding 30. This primary winding 32 has a central socket 34 and switching transistors 36 and 38 connected to each end terminal. There is a secondary winding 37 for feedback to the control terminals of the switching transistors 36 and 38. Between center socket 34 of the primary winding and 32 and regulated current input 40 a reactance coil is connected. Polarization for switching transistors 36 and 38 is obtained from the input of current 40, through polarization resistors 42 and 44. The primary winding 32 is bridged by a capacitor of resonance 46, in order to form a parallel resonant circuit. This set forms what is known as an oscillator inverter Royer powered by current. The oscillator is deactivated by means of control transistors 48 and 50, which when excited by the positive voltage at the control terminal 52, the control terminals of switching transistors 36 and 38. When the voltage is removed from the control terminal 52, they are disconnected control transistors 48 and 50, thus allowing polarization of switching transistors 36 and 38, and therefore allow The operation of the inverter. During startup, the oscillator Start to consume current. The parallel resonant circuit, with the capacitor 46 and the primary winding 32, presents a slight resonance The secondary winding of feedback 37 is connected in such a way that it provides feedback from reinforcement for switching transistors 36 and 38, so that the resonance is amplified and the amplitude oscillation is reached Complete in one or two cycles of the resonant frequency. To be continue the amplitude oscillation due to the reinforcement feedback, as long as switching transistors 36 and 38 have available Current and polarization. The inverter circuit therefore presents auto start and self maintenance. The capacitors 54 and 56 may be arranged in one or both positions shown in Figure 2, in order to reinforce the resonance when starting, and of This way reduce the increase time of the inverter. There's a secondary winding detector 58 that allows feedback to a motor controller unit, with respect to the voltage in the secondary winding output 30. Secondary winding output 30 can have its lower terminal 60 connected to a current sensing element, such as a resistor 62 and a diode 64. This will allow feedback to the unit motor controller with respect to the current passing to through secondary exit winding 30.
En la figura 2, el circuito regulador de tensión, mostrado como grupo funcional 12 en la figura 1, incluye un circuito integrado regulado por conmutador 66, un transistor de conmutación 68, un inductor de almacenamiento de energía 70, un condensador de filtro de entrada 72 y un condensador de filtro de salida 74. El circuito suministra una tensión regulada al inversor, en la gama de 15 a 50 voltios, dependiendo del circuito integrado 66 que se haya elegido y de la relación de las resistencias de realimentación 76 y 78. Se puede disponer una entrada 80 para reducir la tensión regulada con una tensión positiva proporcional. La magnitud de la reducción se puede controlar ajustando el valor de la resistencia 82. Una entrada de control 84 está prevista para poner al regulador de conmutación 66 en régimen inactivo mediante la acción del transistor de arranque 86. La entrada de energía primaria 86 procedente de la batería está protegida contra sobretensiones momentáneas y picos debidos a descargas de la carga, por medio de un diodo de absorción de sobretensiones momentáneas 90.In figure 2, the regulator circuit of voltage, shown as functional group 12 in Figure 1, includes an integrated circuit regulated by switch 66, a transistor of switching 68, an energy storage inductor 70, a input filter capacitor 72 and a filter capacitor output 74. The circuit supplies a regulated voltage to the inverter, in the range of 15 to 50 volts, depending on the integrated circuit 66 that has been chosen and the ratio of the resistances of feedback 76 and 78. An input 80 can be arranged to reduce the regulated voltage with a proportional positive voltage. The magnitude of the reduction can be controlled by adjusting the value of resistor 82. A control input 84 is provided for put switching regulator 66 in idle mode by the action of the starter transistor 86. The power input Primary 86 coming from the battery is protected against momentary surges and spikes due to load discharges, by means of a momentary surge absorber diode 90.
En la realización de la presente invención, sería preferible que la tensión procedente de la batería se elevase, de manera que los 5 a 15 voltios de la batería se conviertan en los 35 a 50 voltios para el oscilador. Esto reduciría la necesidad de una alta relación de espiras en el transformador 22. Como tal, con ese incremento de tensión, se podría reducir adecuadamente el tamaño del transformador 22.In the embodiment of the present invention, it would be preferable if the voltage coming from the battery is rise, so that the 5 to 15 volts of the battery is convert in the 35 to 50 volts for the oscillator. This would reduce the need for a high ratio of turns in the transformer 22. As such, with that increase in tension, it could be reduced adequately the size of the transformer 22.
La figura 3 es una ilustración esquemática mostrando el sistema de encendido 10 de la realización preferida de la presente invención, utilizado directamente en combinación con las bujías de encendido 100 y 102. En la figura 3 se puede ver que el transformador 104 va conectado directamente sobre la bujía de encendido 100. De forma semejante, el transformador 106 va conectado directamente sobre la bujía de encendido 102. Un cable eléctrico 108 se extiende desde el controlador 110 al transformador 104. Otro cable eléctrico 112 se extiende desde el controlador 110 al transformador 106. Así, el controlador 110 puede suministrar las señales de temporizado necesarias a los transformadores 104 y 106 para el encendido de las bujías 100 y 102 respectivamente.Figure 3 is a schematic illustration. showing the ignition system 10 of the preferred embodiment of the present invention, used directly in combination with spark plugs 100 and 102. In Figure 3 you can see that transformer 104 is connected directly to the spark plug on 100. Similarly, transformer 106 goes connected directly to the spark plug 102. A cable electric 108 extends from controller 110 to the transformer 104. Another electrical cable 112 extends from the controller 110 to transformer 106. Thus, controller 110 can supply the necessary timing signals to transformers 104 and 106 for the ignition of spark plugs 100 and 102 respectively.
De forma similar, el transformador 104 incluye un cable sensor 114 que vuelve al controlador 100. El transformador 106 también incluye un cable sensor 116 que vuelve al controlador 110. De este modo, el controlador 110 puede recibir señales adecuadas de los transformadores 104 y 106 con respecto a las condiciones de funcionamiento de las bujías de encendido 100 y 102, para vigilar adecuadamente la corriente de salida y la tensión de salida del arrollamiento secundario. Al proporcionar esta información, el controlador 110 se puede programar adecuadamente para que optimice el encendido de las bujías 100 y 102 con relación a parámetros tales como la temperatura del motor y la combustión del carburante. La batería del automóvil 110 va conectada mediante el cable 120 para suministrar energía al controlador 110.Similarly, transformer 104 includes a sensor cable 114 that returns to the controller 100. The transformer 106 also includes a sensor cable 116 that returns to the controller 110. In this way, controller 110 can receive signals suitable for transformers 104 and 106 with respect to operating conditions of spark plugs 100 and 102, to properly monitor the output current and voltage of secondary winding output. By providing this information, controller 110 can be programmed properly to optimize the ignition of spark plugs 100 and 102 in relation to to parameters such as engine temperature and combustion of the fuel. The car battery 110 is connected by the cable 120 to supply power to the controller 110.
Como se puede ver en la Figura 3, a diferencia de las bobinas de encendido convencionales, el encendido de cada una de las bujías 100 y 102 se realiza directamente sobre las bujías de encendido. El controlador 110 puede ser un microprocesador que esté programado con la información necesaria para la optimización del encendido de cada una de las bujías. El controlador 110 puede recibir entradas procedentes del cigüeñal o del motor en cuanto al punto específico en el cual es necesario el encendido de la cámara de combustión de cada una de las bujías 100 y 102. Dado que los transformadores 104 y 106 están situados directamente sobre las bujías de encendido 100 y 102, y dado que trabajan a alta frecuencia, se evitan de forma eficaz las interferencias de radio dentro del automóvil. A cada uno de los transformadores 104 y 106 se le debe aplicar un blindaje para protección adicional contra cualquier interferencia de RF.As you can see in Figure 3, unlike of conventional ignition coils, the ignition of each one of the spark plugs 100 and 102 is made directly on the spark plugs. The controller 110 may be a microprocessor that is programmed with the necessary information for the optimization of the ignition of each of the spark plugs. He controller 110 can receive inputs from the crankshaft or of the engine as to the specific point at which the ignition of the combustion chamber of each of the spark plugs 100 and 102. Since transformers 104 and 106 are located directly on the spark plugs 100 and 102, and since they work at high frequency, effectively avoid Radio interference inside the car. To each of the transformers 104 and 106 a shield must be applied to additional protection against any RF interference.
Dentro del sistema de las realizaciones de la presente invención, la entrada de 12 voltios es nominalmente la tensión de la batería 118. Ésta puede variar desde 6 voltios durante el volteo en frío, hasta 14,5 ó 15 voltios durante el funcionamiento normal. La tensión y energía de salida del transformador de alta tensión es proporcional a la tensión de entrada. Por lo tanto es necesario proporcionar suficiente tensión y energía con 6 voltios de entrada para arrancar el vehículo en condiciones de baja tensión, tales como el arranque en frío. En consecuencia es necesario modificar el circuito para trabajar a 30 kilovoltios procedentes de los transformadores, con 6 voltios de entrada. Por tanto las realizaciones de la presente invención pueden usar un diodo Zener o un circuito similar, a través de la tensión de entrada a fin de limitar a 6 voltios la tensión de entrada.Within the system of the realizations of the present invention, the 12 volt input is nominally the battery voltage 118. This can vary from 6 volts during cold turning, up to 14.5 or 15 volts during normal functioning. The output voltage and energy of the high voltage transformer is proportional to the voltage of entry. Therefore it is necessary to provide enough tension and power with 6 volts input to start the vehicle in Low voltage conditions, such as cold starting. In consequently it is necessary to modify the circuit to work at 30 kilovolts from the transformers, with 6 volts of entry. Therefore the embodiments of the present invention they can use a Zener diode or a similar circuit, through the input voltage in order to limit the voltage of 6 volts entry.
La señal suministrada a las bujías de encendido es una onda rectangular de baja tensión, que conecta el circuito cuando la bujía debe encender y lo desconecta cuando el motor no necesita chispa. Esto puede variarse a fin de proporcionar una "duración del arco" más larga durante el arranque en frío, y más corta durante el funcionamiento normal.The signal supplied to the spark plugs it is a rectangular low voltage wave, which connects the circuit when the spark plug should start and disconnect it when the engine doesn't It needs spark. This can be varied in order to provide a longer "arc duration" during cold start, and shorter during normal operation.
El circuito de las realizaciones de la invención puede usar un filtro para bloquear las frecuencias de RF respecto a la alimentación de corriente en DC. Esto puede ser un pequeño toroide de ferrita y un condensador de filtro.The circuit of the embodiments of the invention you can use a filter to block RF frequencies from to the DC power supply. This can be a small ferrite toroid and a filter capacitor.
El oscilador resonante usado en las realizaciones preferidas de la presente invención, junto con el arrollamiento primario del transformado, forma un oscilador con el arrollamiento 32 durante un semiciclo de la onda senoidal de salida, y con el arrollamiento 37 durante la otra mitad de la onda senoidal de salida. Pueden usarse condensadores adecuados para ajustar la frecuencia de oscilación, junto con la inductancia del primario y la inductancia de dispersión del secundario.The resonant oscillator used in the preferred embodiments of the present invention, together with the primary winding of the transform, forms an oscillator with the winding 32 during a half cycle of the sine wave of output, and with winding 37 during the other half of the wave output sine. Suitable capacitors can be used to adjust the oscillation frequency, along with the inductance of the primary and secondary dispersion inductance.
La salida del transformador 22 es una onda senoidal de alta tensión que alcanza como mínimo 20 kilovoltios (de 0 a cresta). La frecuencia preferida es del orden de 20 kHz.The output of transformer 22 is a wave high voltage sine wave that reaches at least 20 kilovolts (of 0 to crest). The preferred frequency is of the order of 20 kHz.
El transformador 22 puede adoptar diversas formas. Un tipo preferido del transformador 22 incluiría un núcleo de ferrita (con entrehierro en el brazo central), un arrollamiento primario con 8 vueltas y toma central a base de hilo magnético de galga 18, y una sección de bobina secundaria que tenga aproximadamente 10.000 vueltas de hilo magnético de galga 40. El transformador 22 se puede encapsular en un material de encapsulado para alta tensión. El circuito asociado al transformador se puede encapsular dentro del mismo cerramiento blindado. La totalidad del dispositivo puede tener aproximadamente el tamaño de un paquete de cigarrillos.The transformer 22 can adopt various shapes. A preferred type of transformer 22 would include a core Ferrite (with air gap in the central arm), a winding primary with 8 turns and central socket based on magnetic wire 18 gauge, and a secondary coil section that has approximately 10,000 turns of 40 gauge magnetic wire. The transformer 22 can be encapsulated in an encapsulated material for high voltage The circuit associated with the transformer can be encapsulate within the same armored enclosure. The entire device can be approximately the size of a package of cigarettes
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